SKRIPSI – ME141501
DESAIN SISTEM PENGOLAHAN AIR LIMBAH
DOMESTIK (GREY WATER) UNTUK MENGHEMAT
KEBUTUHAN AIR BERSIH (NON CONSUMABLE) PADA
KAPAL PENUMPANG KM. LABOBAR
Samsul Arifin
NRP 4212 100 031
Dosen Pembimbing I :
Ir. Hari Prastowo, M.Sc.
NIP : 1965103019911021001
Dosen Pembimbing II :
Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc.
NIP : 196801291992031001
JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
2016
FINAL PROJECT – ME141501
DESIGN OF WASTE WATER TREATMENT SYSTEM
(GREY WATER) TO SAVE THE FRESH WATER NEEDS
(NON CONSUMABLE) ON PASSENGER SHIP KM.
LABOBAR
Samsul Arifin
NRP 4212 100 031
Supervisor I :
Ir. Hari Prastowo, M.Sc.
NIP : 1965103019911021001
Supervisor II :
Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc.
NIP : 196801291992031001
DEPARTEMENT OF MARINE ENGINEERING
Faculty of Marine Technology
Institut Teknologi Sepuluh nopember
Surabaya
2016
vii
DESAIN SISTEM PENGOLAHAN AIR LIMBAH
DOMESTIK (GREY WATER) UNTUK MENGHEMAT
KEBUTUHAN AIR BERSIH (NON CONSUMABLE) PADA
KAPAL PENUMPANG KM. LABOBAR
Nama Mahasiswa : Samsul Arifin
NRP : 4212 100 031
Jurusan : Teknik Sistem Perkapalan
Dosen Pembimbing : 1. Ir. Hari Prastowo M.Sc.
2. Ir Alam Baheramsyah M.Sc.
Abstrak
Seperti pada umumnya ketersediaan air bersih di kapal yaitu
dalam bentuk konvensional, yaitu dengan melakukan pengisian
kebutuhan air bersih dalam tangki dari pelabuhan. Melihat dari
banyaknya limbah grey water yang dihasilkan oleh KM. Labobar
dan diiringi dengan banyaknya teknologi seperti kombinasi
biofilter anaerob-aerob yang selanjutnya dilakukan penetrasi untuk
kebersihan air, maka memungkinkan air keluaran tersebut dapat
diolah kembali untuk keperluan non consumable sehingga dapat
menghemat pengisian air di pelabuhan. Mekanisme sistem ini yaitu
limbah grey water diendapakan lalu masuk ke pengolahan
kombinasi biofilter anaerob-aerob dan selanjutnya dilakukan
penetrasi untuk kelayakan air tawar. Pada pengerjaan ini akan
membahas spesfikasi apa saja yang dibutuhkan untuk penyusunan
sistem tersebut dengan melihat berapa limbah grey water yang
dihasilkan oleh Kapal. Selain itu menganalisa ekonomi untuk
penerapan sistem ini di dalam KM.Labobar. Dari analisa ruangan
yang ada pada KM. Labobar cukup dipasang sejumlah 7 pengolah
limbah dimana dapat menghasilkan 98 m3 per harinya. Dan dari
analisa ekonomi jika sistem ini diaplikasikan di KM. Labobar
Payback Period dapat kembali di tahun pertama.
Kata kunci : Grey water, Kombinasi biofilter anaerob-
aerob, Sistem pengolah limbah
viii
ix
DESIGN OF DOMESTIC WASTE WATER TREATMENT
SYSTEM (GREY WATER) TO SAVE THE FRESH WATER
NEEDS (NON CONSUMABLE) ON PASSENGER SHIP
KM. LABOBAR
Name : Samsul Arifin
NRP : 4212 100 031
Department : Marine Engineering
Supervisor : 1. Ir. Hari Prastowo M.Sc.
2. Ir. Alam Baheramsyah M.Sc.
Abstract
Like general the availability of clean water in the vessel that is
made in a conventional system, that is by filling fresh water needs
for clean water in tanks from the port. from the amount of grey
water waste produced by KM. Labobar with a technologies such as
the combination of anaerobic-aerobic biofilter is then performed
for the cleanliness of water penetration, it enables the output water
can be recycled for non consumable so as to save water filling in
the harbor. The mechanism of this system is sedimented waste gray
water and into the processing combination of anaerobic-aerobic
biofilter and then performed penetration for eligibility freshwater.
In this work will discuss the specification of what is needed for the
preparation of the system by seeing how waste gray water
generated by ship. Besides analyzing the economy to
implementation of this system in the KM. Labobar. From the
analysis of the existing space in KM. Labobar was enough and
waste treatment plant can be installed 7 which can produce 98 m3
per day. And of the economic analysis if the system is applied in
KM. Labobar Payback Period can be back in the first year.
Key words : Grey Water, Combination of biofilter
anaerobic-aerobic, piping instalation
x
xiii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL..................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................ iii
ABSTRAK .................................................................................. vii
ABSTRACT ................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ................................................................ xi
DAFTAR ISI ............................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ............................................................... xvii
DAFTAR TABEL ..................................................................... xix
BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................ 1
1.1 Latar Belakang ................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................. 2
1.3 Batasan Masalah .................................................................. 2
1.4 Tujuan .................................................................................. 3
1.5 Manfaat ................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................. 5
2.1 Sistem Instalasi Pipa di Kapal ............................................. 5
2.1.1 Sistem instalasi air tawar ............................................ 6
2.2 Deskripsi Sistem Sanitari Air Tawar ................................... 7
2.3 Pengertian Limbah Domestik .............................................. 9
2.3.1 Limbah Black Water .................................................. 9
2.3.2 Limbah Grey Water ................................................... 9
xiv
2.4 Parameter Limbah Cair ....................................................... 9
2.4.1 Total padatan tersuspensi ......................................... 10
2.4.2 BOD (Biologycal Oxygen Demand) ......................... 10
2.4.3 COD (Chemical Oxygen Demand) ........................... 10
2.5 Persyaratan Kualitas Air .................................................... 11
2.5.1 Persyaratan mikrobiologis ........................................ 11
2.6 Pengolahan Air Limbah ..................................................... 11
2.7 Pengolahan Air Limbah Kombinasi Biofilter Anaerob-
aerob ........................................................................................ 14
2.8 Tahap Perencanaan Mendesain Kombinasi Biofilter
Anaerob-aerob ........................................................................ 15
2.9 Kesetimbangan masa limbah ............................................. 16
2.10 Penggunaan desinfektasi klorinasi .................................. 17
2.11 Komponen-komponen dalam sistem pengolah limbah ... 18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................ 21
3.1 Pengumpulan Data ............................................................ 21
3.1.1 Data kapal ................................................................ 21
3.1.2 Data tangki fresh water ............................................ 22
3.2 Metodologi ........................................................................ 22
3.2.1 Identifikasi dan permasalahan masalah .................... 24
3.2.2 Studi literatur ............................................................ 24
3.2.3 Tipe kapal ................................................................. 24
3.2.4 Perhitungan .............................................................. 25
3.2.5 Perencanaan sistem .................................................. 25
3.2.6 Analisa dan pembahasan .......................................... 25
xv
3.2.7 Penarikan kesimpulan .............................................. 26
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ............................. 27
4.1 Perhitungan Limbah Grey Water....................................... 27
4.2 Penentuan Ruangan yang ada di Kapal ............................. 29
4.2.1 Letak Collected waster water tank (Holding tank) .. 30
4.2.2 Letak Waste water treatment ................................... 30
4.2.3 Letak Pompa ............................................................ 31
4.2.4 Letak Pipa ................................................................ 31
4.2.5 Letak tangki penampung hasil ................................. 32
4.3 Perhitungan Perencanaan .................................................. 32
4.3.1 Analisa debit limbah ................................................ 32
4.3.2 Analisa karakteristik limbah .................................... 32
4.3.3 Perhitungan perancangan bak penampung ............... 33
4.3.4 Perhitungan kesetimbangan masa dan pemilihan
spesifikasi treatment .......................................................... 34
4.4 Perhitungan Blower untuk Proses Aerob .......................... 43
4.5 Perhitungan Spesifikasi Grease Trap................................. 45
4.6 Perhitungan Spesifikasi Dosing ......................................... 45
4.7 Perhitungan Spesifikasi Pompa ......................................... 46
4.8 Analisa dan Pembahasan Sistem ....................................... 54
4.9 Analisa Ekonomi ............................................................... 58
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................... 69
5.1 Kesimpulan ........................................................................ 69
5.2 Saran .................................................................................. 70
xvi
DAFTAR PUSTAKA ................................................................ 71
LAMPIRAN ............................................................................... 73
BIODATA PENULIS ....................................................................
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram sistem air tawar ........................................... 6
Gambar 2.2 Pompa air tawar keperluan di kapal .......................... 8
Gambar 2.3 Tahapan dan fungsi proses pengolahan limbah cair 13
Gambar 2.4 Proses pengolahan kombinasi biofilter anaerob-
aerob ............................................................................................ 14
Gambar 2.5 Media biofilter sarang tawon ................................... 19
Gambar 2.6 Blower untuk aerasi ................................................. 19
Gambar 3.1 Tampak samping KM Labobar ................................ 21
Gambar 4.1 Tank Plan KM Labobar ........................................... 27
Gambar 4.2 Posisi Tampak Samping Peletakan Tangki ............. 28
Gambar 4.3 Peletakan Holding Tank dan Pompa ....................... 30
Gambar 4.4 Perencanaan posisi waste water treatment dan tangki
penampung hasil.......................................................................... 31
Gambar 4.5 Spesifiasi dimensi water treatment .......................... 39
Gambar 4.6 Dosing pump ........................................................... 56
Gambar 4.7 Desain sistem water treatment di KM Labobar ....... 62
Gambar 4.8 Keyplan freshwater, filling & suction system ......... 63
Gambar 4.9 Grey water domestic system .................................... 64
Gambar 4.10 Gabungan keyplan pengolah limbah & filling....... 65
Gambar 4.11 Aliran pipa menuju pengolah limbah .................... 66
Gambar 4.12 Tangki klorinasi ..................................................... 67
xviii
xix
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesific tank volume ................................................... 22
Tabel 4.1 Volume spesific baru ................................................... 28
Tabel 4.2 Perbandingan 3 variasi eff penurunan TSS ................. 35
Tabel 4.3 Perbandingan 3 variasi eff penurunan BOD ................ 35
Tabel 4.4 Perbandingan 3 variasi eff penurunan COD ................ 36
Tabel 4.5 Perbandingan 3 variasi eff penurunan N ..................... 36
Tabel 4.6 Perbandingan 3 variasi eff penurunan P ...................... 36
Tabel 4.7 Perbandingan berat endapan dari variasi efisiensi....... 37
Tabel 4.8 Perbandingan hasil limbah dari proses sedimentasi .... 37
Tabel 4.9 Beban BOD tiap proses pengolah limbah ................... 40
Tabel 4.10 Beban COD tiap proses pengolah limbah ................. 40
Tabel 4.11 Beban TSS tiap proses pengolah limbah ................... 40
Tabel 4.12 Beban N tiap proses ABR ......................................... 40
Tabel 4.13 Beban P tiap proses ABR .......................................... 41
Tabel 4.14 Nilai kadar limbah setelah proses biofilter anaerob-
aerob ............................................................................................ 41
Tabel 4.15 Baku mutu air limbah domestik ................................ 42
Tabel 4.16 Perbandingan BOD pada efisiensi berbeda ............... 43
Tabel 4.17 Perbandingan nilai AOR dengan 3 variasi BOD ...... 44
Tabel 4.18 Perbandingan nilai SOTR dengan 3 variasi BOD .... 44
Tabel 4.19 Perbandingan kebutuhan udara dengan 3 variasi BOD
..................................................................................................... 45
xx
Tabel 4.20 Biaya instalasi sistem pengolah limbah ..................... 58
Tabel 4.21 Biaya kebutuhan listrik .............................................. 59
Tabel 4.22 Pengeluaran operasional/tahun .................................. 59
Tabel 4.23 Biaya maintenance .................................................... 60
Tabel 4.24 Total biaya operasional ............................................. 60
Tabel 4.25 Penghematan air tawar kapal ..................................... 61
Tabel 4.26 Nilai pemasukan yang didapatkan ............................. 61
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa data yang
dilakukan dengan tujuan mengolah kembali air grey water
dai KM. Labobar, maka dapat disimpulkan :
1. Dari segi alat yang berisi sistem pengolahan limbah hal
ini sangat memungkinkan karena dari sisi alat sendiri
sudah dalam proses produksi masal sudah banyak
dalam masyarakat. Tinggal kita aplikasikan di kapal.
Dari sisi ruangan yang tersedia sangat memungkinkan,
dari analisa ruangan KM Labobar terdapat banyak
ruangan kosong yang bisa digunakan untuk
penginstallan sistem pengolah ini. Komponen utama
yang diperlukan yaitu :
Nama
Komponen
Spesifikasi Jumlah
Holding Tank Vol: 96,69/Side 2
Pompa Limbah Q : 5 m3/hour
H : 10 m
2
Water treatment Q : 14000l/day 7
Blower 60 l/min 7
Grease Trap 78 l/min 1
Dosing Pump 58 Stroke/min 1
Pipa Pipa (D=65mm) 102,5 m
Pipa (D=25mm) 14,8 m
Pipa (D=125mm) 12,3 m
Pipa (D=89mm) 48,9 m
2. Dari analisa peletakkan sistem terdapat 7 pengolah
limbah kombinasi biofilter anaerob-aerob yang dapat
dipasang, dengan demikian didapatkan 98 m3 air yang
dapat diolah lagi setiap harinya. Yang nantinya dapat
digunakan kembali untuk kebutuhan di dalam kapal.
3. Dengan mengaplikasikan sistem pengolah grey water
ini dapat membuat operasional kapal menjadi
berkurang untuk kebutuhan air bersih, dimana dari
sistem ini didapatkan sejumlah 980 m3 air untuk
keperluan di kapal. Dari sisi tersebut didapatkan
payback period dapat kembali di tahun pertama.
1.1 Saran
Dari perhitungan yang telah dilakukan dan interval nilai
limbah yang didapatkan dari hitungan perlu dikaji ulang
dengan melakukan praktikum pengolahan air limbah untuk
mengetahui kadar air limbah. Sehingga akan diketahui lebih
jelas air tersebut layak untuk digunakan.
Daftar Pustaka
Grady, Jr., C.P.L. and Lim, H.C., 1980. Biological Wastewater
Treatment, theory and application. Marcel Dekker, Inc.
New York and Basel.
Suryadiputra, I.N. 1995. Teknologi pengolahan air limbah (Suatu
Pengantar). Diktat Kuliah. Fakultas Perikanan. IPB.
Bogor.
Metcalf and Eddy., 1991. Wastewater Engineering: Treatment,
Disposal and Reuse, 3rd Eddition. Singapore: McGraw-
Hill Book Co
Tchobanoglous, G., Burton, F.L.,1991. Advanced Wastewater
Treatment. Wastewater Engineering, Treatment, Disposal,
and Reuse. McGraw-Hill. Inc, Singapore, pp. 711-726
Anonim. 2010. Buku Diktat Ajar Mekanika Fluida.
(http:/mesin.brawijaya.ac.id/diktat_ajar/data/10_a_meka
nika_fluida.pdf).Jurusa Mesin.Universitas Brawijaya.
Malang. Desember, 2015.
Sularso dan Tahara, H. 2006. Pompa dan Kompresor. PT.
Pradnya Paramita. Jakarta.
Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah.
Universitas Indonesia. Jakarta.
Sutrisno, C Totok, 2000, Teknologi Penyediaan Air Bersih
89
BIODATA PENULIS
Penulis yang bernama lengkap
Samsul Arifin, Lahir di Lumajang 24
September 1994. Penulis merupakan
anak pertama dari dua bersaudara.
Penulis telah menempuh pendidikan
formal yaitu mulai dari SD Negeri
Gesang 01, SMP Negeri 01 Tempeh,
dan SMA Negeri Tempeh. Lahir dan
besar di kota pisang Lumajang
membuat Penulis ingin merantau dan
melanjutkan kuliah di Kampus luar
Kota, Penulis melanjutkan sebagai
mahasiswa Jurusan Teknik Sistem
Perkapalan, Fakultas Teknologi
Kelautan (FTK), Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Surabaya pada tahun 2012-2016. Dalam kegiatan akademik
penulis terdaftar sebagai member Marine Machinery and System
Laboratory. Dalam kegiatan non-akademik penulis aktif sebagai
anggota Riset dan Teknologi di Himpunan Mahasiswa Teknik
Sistem Perkapalan selama dua periode kepengurusan. Dan juga
menjadi Ketua METIC (Marine Technology and Innovation Club)
dan kepanitiaan event jurusan (Marine Icon) maupun event
kampus (ITS EXPO). Dengan berbagai tempaan, bimbingan dan
pengalaman dari beberapa dosen, senior, angkatan atas dan sahabat
selama menempuh pendidikan di Teknik Sistem Perkapalan ITS,
penulis berharap menjadi pribadi tangguh yang bermanfaat bagi
keluarga, agama, bangsa, institut serta orang di sekitar.
Kontak penulis : [email protected], 081803074675,
samsul24
90
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
KM Labobar ialah jenis kapal penumpang dengan
kapasitas penumpang 3084 orang dan rute pelayaran Surabaya
– Jayapura. Kapasitas jumlah penumpang yang besar harus
dilengkapi dengan pemenuhan kebutuhan air bersih yang layak
untuk penumpang. Maka dari itu dengan penulisan agar dalam
kapal ini mempunyai sistem pengolah limbah domestik grey
water yang bertujuan mengolah kembali dari limbah untuk
menjadi air tawar baku mutu kembali agar dapat digunakan
kembali untuk aktifitas penumpang selain untuk makan dan
minum (non consumable). Water Treatment yang biasa
digunakan pada umumnya ada 3 yaitu Physical water
treatment plant, Biological water treatment plant dan
Chemical water treatment plant, pada metode fisikan dengan
melakukan pengendapan untuk pemishan kostituen zat terlarut,
pengolahan biologi menggunakan bakteri yang digunakan
untuk memecah konstituen padat dan pada metode kimiawi
menggunakan bahan kimia untuk memecah konstituen padat.
Akan dilakukan pemilihan sistem water treatment yang paling
optimal yang akan dipasang di kapal dengan memperhatikan
juga ketersediaan ruangan di kapal,biaya investasi,biaya
operasi sekaligus standar mutu dari water treatment.
Di sisi lain yang di dapat yaitu dapat memperlambat atau
mencegah penurunan kualitas air laut. Karena dengan semakin
bertambah dan meningkatnya jumlah kapal dengan segala
penumpang dan kegiatanya, maka jumlah air limbah yang
dihasilkan oleh kapal juga mengalami peningkatan. Dengan
bertambahnya jumlah kapal tersebut maka volume buangan
2
juga cenderung meningkat. Pencemaran limbah ini jika tidak
segera ditangani akan merusak lingkungan perairan.
Sistem air tawar di kapal ini merupakan sistem yang sangat
vital, dikarenakan air tawar digunakan untuk kebutuhan mandi,
mencuci, serta minum para penumpang dan ABK, pendinginan
mesin dan kebutuhan lainnya di kapal. Pada umumnya
persediaan air bersih pada kapal niaga dilakukan dengan cara
konvensional yaitu dengan melakukan pengisian air bersih
pada tangki air tawar dari pelabuhan seperti yang terdapat pada
kapal KM. Labobar. Namun dengan dilengkapi teknologi
untuk pemenuhan air bersih ini tentu menjadi pilihan jika hal
tersebut memenuhi dan dapat meminimkan operasional.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam perencanaan tugas akhir ini
yaitu bagaimana dalam mendesain pengolahan desain air
limbah domestik grey water yang dapat membuat
penghematan kebutuhan fresh water untuk jenis kapal
penumpang.
1.3 Batasan Masalah
Untuk membatasi apa saja yang dikerjakan dalam Tugas
Akhir ini maka ada batasan masalah yang perlu diperhatikan
yaitu :
1. Kapal yang digunakan dalam penyusunan sistem ini
yaitu KM. Labobar
2. Pengerjaan ini tidak melakukan praktikum tentang
hasil limbah dengan kesesuaian baku mutu, tetapi
didapatkan dari literatur yang sudah ada tentang data
mengenai sistem dan baku mutu limbah tersebut.
3
3. Tidak memperhitungkan stabilitas secara detail, tetapi
tetap memperhatikan stabilitas dengan meletakkan
tangki penambahan secara seimbang.
1.4 Tujuan
1. Mendesain mekanisme sistem pengolahan air limbah
domestik (grey water) di KM. Labobar yang efektif dan
optimal.
2. Menghemat kebutuhan air bersih (non consumable) untuk
KM. Labobar
3. Menciptakan sistem pengolah grey water yang dapat
memperhemat operasional kapal untuk air bersih non
consumable
1.5 Manfaat
1. Memberi gambaran sistem pengolahan air limbah
domestik (grey water) yang dapat digunakan untuk kapal
penumpang
2. Sebagai referensi dalam hal perencanaan sistem pengolah
air limbah domestik (grey water) pada kapal penumpang
4
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Instalasi Pipa di Kapal
Sistem instalasi perpipaan merupakan jalur pipa yang
berfungsi untuk mengantarkan atau mengalirkan suatu fluida
dari tempat ke tempat lain dengan bantuan mesin atau pompa.
Sistem perpipaan harus dilaksanakan sepraktis mungkin dan
sedikit bengkokan serta sambungan. Sistem perpipaan ini
harus bisa ditumpu atau dijepit sedemikian rupa untuk
menghindari terjadinya kebakaran yang nantinya akan
berakibat pada perubahan kosntruksi atau memperkecil
terjadinya hal yang tidak diinginkan. Peletakan pipa yang
akan disambungkan dengan pipa perlu diperhatikan, seperti :
panjang pipa yang berlebih, susunan yang kompleks,
menghindari pipa melalui daerah yang tidak boleh ditembus,
menghindari penembusan terhadap struktur kapal, dan
sebagainya.
Diagram pipa menggambarkan komponen sistem dan
hubungannya dengan yang lain dalam bentuk skematik.
Kejelasan diagram pipa sangat penting karena memberikan
informasi bermacam-macam fungsi selama perencanaan,
pembangunan dan operasional kapal dan memberikan
pengertian bagaimana sistem tersebut dapat berjalan dan
menerangkan dengan sistem lainnya.
6
2.1.1 Sistem instalasi air tawar
Gambar 2.1. Diagram sistem air tawar
1. Tangki persediaan
2. Pipa pengisian
3. Pipa udara
4. Sounding pipe
5. Pompa tangan
6. Pompa sentrifugal
7. Tangki dinas
8. Pipa pengisap
Sistem air tawar (Domestic fresh water system)
merupakan salah satu sistem di kapal yang berfungsi
untuk memenuhi semua kebutuhan air tawar di kapal
yang digunakan untuk makan,minum, mandi,cuci
para ABK, pendinginan mesin dan kebutuhan lainnya
di kapal. Air yang digunakan adalah air yang bermutu
dan sesuai baku mutu, bersih dan menyehatkan
sehingga peningkatan kualitas air sangat penting di
9. Pipa pembagi
10. Tempat penggunaan
11. Heating coil
12. Pipa udara
13. Oven flow pipe
14. Katup test
15. Selang (Hose)
16. Pipa utama
7
kapal. Tangki persediaan (1) dilengkapi dengan
sounding pipe (4) dan vent pipe (3) dan diisi melalui
pipe pengisian (2) yang menembus geladak.Melalui
lubang pemasukan (8), pompa tangan (5) atau pompa
centrifugal (6), air minum dialirkan ke tangki dinas
(7) yang melengkapi dengan pipa udara (12) dan
heating coil (11). Dari tangki dinas (7) air dialirkan
melalui pipa utama (16) ke tempat-tempat
penggunaan (10). Tangki dinas (7) mempunyai
overflow pipe (13) dengan sebuah katup test (14
valve) untuk mengembalikan kelebihan air kembali
ke tangki persediaan (1).Hubungan dengan overflow
pipa pada cabang pipa dengan test valve (14) yang
menuju ke ruangan di mana pompa-pompa dipasang.
Sistem ini dapat diisi di pelabuhan melalui selang
(15).
2.2 Deskripsi Sistem Sanitari Air Tawar
Sesuai dengan peraturan pemerintah Republik Indonesia
nomor 7 tahun 2000 tentang kepelautan (bagian III) pasal 24
ayat (3) bahwa “Air tawar harus tetap tersedia di kapal dengan
jumlah yang cukup dan memenuhi standar kesehatan.” Oleh
karena itu, pemenuhan kebutuhan air tawar wajib dipenuhi
sebelum suatu kapal beroperasi. Domestic water system
adalah sistem distribusi air bersih (fresh water) di dalam kapal
yang digunakan oleh ABK dalam memenuhi kebutuhan akan
air minum dan memasak, untuk mandi, mencuci dan lain-lain
kecuali kebutuhan non kakus. Maka dengan perencanaan
sistem yang sama digunakan sistem air laut (sea water) yang
disuplai ke tiap deck yang memiliki kamar mandi. Kedua
sistem pelayanan diatas memiliki dasar kerja yang sama
menggunakan pompa otomatis untuk mensuplai fluida ke
tangki yang sudah memiliki tekanan (hydrophore) yang
8
disuplai dari sistem udara tekan. Udara tekan ini di desain atau
direncanakan memiliki head dan tekanan yang memadai untuk
dapat mensuplai air ke tempat-tempat yang dituju, diantaranya
kamar mandi, laundry room galley, dan wash basin adapun
hal penting yang harus diperhatikan dan dipertimbangkan
dalam mendesain sistem sanitari yaitu toilet dan kamar mandi
pada tiap-tiap deck diusahakan satu jalur, untuk tujuan
instalasi sederhana dan memudahkan dalam maintenance.
Secara umum dapat dikatakan bahwa sistem layanan air
tawar harus terdapat komponen seperti tangki, pompa dan
tangki hydrophore, dimana pompa tersebut distart dan distop
pada saat pengisian hydrophore secara otomatis karena
pendeteksian berkurangnya tekanan pada tangki. Adapun
sistem air tawar ini terdiri sistem air minum, sistem air tawar,
sistem pemanas air. Sistem ini menggunakan dua buah pompa
sentrifugal berpenggerak elektromotr dimana 1 (satu) stand
by.
Gambar 2.2. Pompa air tawar keperluan di kapal
Sumber : KM. Labobar
9
2.3 Pengertian Limbah Domestik
Limbah cair domestik yaitu buangan dari aktifitas
penumpang di kapal yang berasal dari kamar mandi, mesin
cuci, dapur dan peralatan lain yang menggunakan air. Dari
limbah domestik sendiri yaitu dibagi menjadi dua macam
jenis limbah. Yaitu black water & grey water limbah tersebut
dibedakan karena mempunyai kandungan pencemar yang
beda. Untuk black water tidak boleh langsung dibuang harus
ada treatment dulu untuk dapat dibuang ke lautan. Untuk grey
water dapat langsung dialirkan ke lautan untuk dibuang.
2.3.1 Limbah black water
Limbah black water yaitu bagian dari limbah
domestik yang sumbernya dari toilet. Untuk dapat
dibuang harus mematuhi peraturan Marpol dan tidak
boleh langsung dibuang ke lautan.
2.3.2 Limbah grey water
Limbah grey water merupakan bagian dari limbah
cair domestik yang proses pengalirannya atau
sumbernya bukan dari toilet, misalnya seperti air bekas
mandi, air bekas mencuci pakaian, dan air bekas
cucian dapur. Volume dari grey water yaitu sekitar 60-
80% dari total volume kebutuhan air bersih akan
menjadi limbah cair domestik (Metcalf, 1991). Bagian
dari grey water adalah sekitar 75% dari total volume
limbah cair domestik (Hansen & Kjellerup (1994),
dikutip dari Eriksson et al(2001)). Dalam penanganan
grey water di kapal-kapal saat ini yaitu langsung
dibuang ke saluran drainase tanpa pengolahan
sebelumnya.
2.4 Parameter Limbah Cair
Keadaan limbah cair ini jika tidak diolah secara baik dan
langsung dibuang ke lingkungan tentu akan berpengaruh
terhadap lingkungan,parameter yang harus diperhatikan
dalam limbah cair antara lain :
10
2.4.1 Total Padatan Tersuspensi
Dalam air limbah terdapat dua kelompok zat,
yaitu zat padat terlarut dan zat padat tersuspensi. Zat
padat dalam bentuk suspensi menurut ukurannya
dibedakan menjadi partikel tersuspensi koloidal
(partikel koloid) dan partikel tersuspensi biasa
(tersuspensi). Zat padat koloidal dan zat padat
tersuspensi dapat berupa zat anorganik seprti tanah
liat, pasir dan zat organik seperti protein dan sisa
makanan. Di dalam air limbah, partikel koloid
merupakan penyebab kekeruhan limbah. Oleh sebab
itu kekeruhan dan padatan tersuspensi mempunyai
kaitan yang erat dan saling mempengaruhi satu
dengan yang lain. Zat padat tersuspensi dapat
diklasifikasi menjadi zat padat terendap, yaitu zat
padat dalam bentuk tersuspensi yang bila keadaan
tenang dapat mengendap setelah waktu tertentu
karena pengaruh beratnya.
2.4.2 BOD (Biological Oxygen Demand)
Adalah suatu karakteristik yang menunjukkan
jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh
mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk mengurai
atau mendekomposisi bahan organik dalam kondisi
aerobik (Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy,
1991). Ditegaskan lagi oleh Boyd (1990), bahwa
bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD
adalah bahan organik yang siap terdekomposisi (
readily decomposable organic matter).
2.4.3 COD (Chemical Oxygen Demand)
Chemical Oxygen Demand adalah jumlah
oksigen yang diperlukan untuk mengurai seluruh
bahan organik yang terkandung dalam air (Boyd,
11
1990). Hal ini karena bahan organik yang ada
sengaja diurai secara kimia dengan menggunakan
oksidator kuat kalium bikromat pada kondisi asam
dan panas dengan katalisator perak sulfat (Boyd,
1990; Metcalf & Eddy, 1991), sehingga segala
macam bahan organik, baik yang mudah urai
maupun yang kompleks dan sulit urai, akan
teroksidasi.
2.5 Persyaratan Kualitas Air
2.5.1 Persyaratan mikrobiologis
Persyaratan mikrobiologis yang harus dipenuhi oleh
air adalah sebagai berikut :
1. Tidak mengandung bakteri patogen, misalnya
bakteri golongan coli. Kuman-kuman ini mudah
tersebar melalui air
2. Tidak mengandung bakteri non patogen seperti
Actinomycetes, Phytoplankton coliprfm,
cladocera dll. (Sujudi 1995)
a. COD
b. BOD
2.6 Pengolahan Air Limbah
Pengelolaan limbah adalah kegiatan terpadu yang
meliputi kegiatan pengurangan (minimization), segregasi
(segregation), penanganan (handling), pemanfaatan dan
pengolahan limbah. Pengolahan air limbah biasanya
menerapkan 3 tahapan proses yaitu pengolahan pendahuluan
(pre-treatment), pengolahan utama (primary treatment), dan
pengolahan akhir (post treatment). Pengolahan pendahuluan
ditujukan untuk mengkondisikan alitan, beban limbah dan
karakter lainnya agar sesuai untuk masuk ke pengolahan
utama. Pengolahan utama adalah proses yang dipilih untuk
menurunkan pencemar utama dalam air limbah. Selanjutnya
pada pengolahan akhir dilakukan proses lanjutan untuk
mengolah limbah agar sesuai dengan baku mutu yang
12
ditetapkan. Mengapa mengalami banyak proses dalam
pengolahan limbah karena jika hasil limbah yang
dikeluarkan tidak mengalami proses pengolahan terlebih
dahulu maka akan menyebabkan kerugian-kerugian pada
lingkungan sekitar termasuk air laut dan tanah disekitar, jika
pengolahan ini efisien dan sesuai baku mutu maka air limbah
domestik tersebut dapat digunakan kembali untuk kegiatan
di kapal, kecuali non consumable.
13
Gambar 2.3. Tahapan dan fungsi proses pengolahan limbah cair
(Sumber : Soeparman 2002)
14
2.7 Pengolahan Air Limbah Kombinasi Biofilter Anaerob-
aerob
Gambar 2.4. Proses pengolahan kombinasi biofilter
anaerob-aerob
Sumber : PPT Teknik Lingkungan
Air limbah dari Kapal yang akan diolah dikumpulkan
dari beberapa kegiatan seperti mandi, cuci dengan cara
mengalirkannya melalui pipa PVC. Jenis air limbah yang
diolah yakni seluruh air limbah dalam kapal yang berasal
dari air bekas cucian, buangan dapur. Air limbah dialirkan
ke alat pengolahan melalui lubang pemasukan (inlet) masuk
ke ruang (bak) pengendapan awal. Selanjutnya air limpasan
dari bak pengendapan awal air dialirkan ke zona anaerob.
Zona anaerob tersebut terdiri dari dua ruangan yang diisi
dengan media dari bahan plastik sarang tawon untuk
pembiakan mikroba. Pada zona anaerob pertama air limbah
mengalir dengan arah aliran dari atas ke bawah, sedangkan
pad a zona anaerob ke dua air limbah mengalir dengan arah
15
aliran dari bawah ke atas. Selanjutnya air limpasan dari zona
anaerob ke dua mengalir ke zona aerob melalui lubang
(weir). Oi dalam zona aerob tersebut air limbah dialirkan ke
unggun media plastik sarang tawon dengan arah aliran dari
bawah ke atas, sambil dihembus dengan udara. Air limbah
dari. zona aerob masuk ke bak pengendapan akhir melalui
saluran yang ada di bagian bawah. Air limbah yang ada di
dalam bak pengendapan akhir tersebut disirkulasikan ke
zona anaerob pertama, sedangkan air limpasan dari bak
pengendapan akhir tersebut merupakan air hasil olahan dan
keluar melalui lubang pengeluaran, selanjutnya masuk ke
bak kontaktor khlor agar membunuh sisa-sisa bakteri disana
agar membuat air olahan dapat digunakan dalam konsumsi
kembali (Non Consumable).
2.8 Tahap Perencanaan mendesain Kombinasi Biofilter
Anaerob-Aerob
Volume dihitung berdasarkan waktu tinggal yang akan
digunakan dalam perencanaan periode desain. Perhitungan
besarnya volume reaktor sama dengan perhitungan tangki
septik konvensional. Volume ABR dihitung berdasarkan
rumus berikut (Sasse dalam Mubarok, 2008) :
𝑉 = 𝑄 𝑥 𝑡𝑑
Keterangan :
V = Volume reaktor m3
Q = Debit air limbah l/detik
td = Waktu tinggal hari
Sedangkan untuk menghitung lebar, bukan outlet dapat
menggunakan rumus :
𝐴 = 𝑄/𝑣
16
Keterangan :
A = Luas Outlet m2
Q = Debit air limbah l/detik
v = Kecepatan aliran m/jam
Rancangan dimensi tangki menurut (Sasse dalam
Mubarok,2008) adalah sebagai berikut :
1. Rasio panjang terhadap lebar adalah 2:1 sampai 1:3
2. Tinggi tangki adalah tinggi air dalam tangki
ditambah freeboard
Untuk memberikan distribusi air limbah yang bagus
dan merata, rancangan dimensi tiap ruangan ABR
adalah sebagai berikut :
1. Rasio panjang dan tinggi tiap ruangan adalah 0,13-
0,24 m
2. Kecepatan aliran keatas (up flow) adalah 0,5-1,5
m/jam
Pada keadaan debit maksimum kecepatan keatas
adalah 3m/jam
3. Pembebanan organik adalah <3-4 kg/m2/hari
2.9 Kesetimbangan masa limbah
Tabel 2.1 Efisiensi removal tiap unit
17
Sumber : a. Metcalf and Eddy, Wastewater Engineering
Treatment, Disposal and reuse third Edition, 1991 b. Qasim, Wastewater Treatment Unit Operations and
Processes,1985 c. Kargi, F Hydraulic Residence Time Effects in
Biological Nutrient Removal Using Five-step d. US-EPA, Sequencing batch reactors for nutrification
and nutrient removal,1992 e. Prashant a. Kadu,2013 f. A.H Ghawi,2009 g. Abdel Kader,2012 h. Abraham pano,1981
Dalam melakukan perhitungan degradasi limbah maka
berpacuan dengan nilai tabel diatas. Sehingga setiap proses
yang terjadi pada treatment maka terdegradasi sesuai nilai
tabel diatas.
2.10 Penggunaan Desinfeksi Klorinasi
Klorinasi merupakan salah satu bentuk pengolahan air
yang bertujuan untuk membunuh kuman dan mengoksidasi
bahan-bahan kimia dalam air. Klorinasi (chlorination)
adalah proses pemberian klorin ke dalam air yang telah
menjalani proses filtrasi dan merupakan langkah yang maju
dalam proses purifikasi air. Klorin ini banyak digunakan
dalam pengolahan limbah industri, air kolam renang, dan
air minum di negara-negara sedang berkembang karena
sebagai desinfektan, biayanya relatif murah, mudah, dan
efektif. Senyawa-senyawa klor yang umum digunakan
dalam proses klorinasi, antara lain, gas klorin, senyawa
hipoklorit, klor dioksida, bromine klorida,
dihidroisosianurate dan kloramin. Bentuk bentuk klorin di
pasaran: Liquid/gas – Cl, Ca(OCl)2, NaOCl. Cara kerja dari
Chlorine Contact chamber adalah air yang berasal dari bak
penjernih (clarifier) akan mengalami klorinasi atau
18
desinfeksi, dimana air yang masuk secara overflow ke dalam
bak klorinasi, kemudian chlorine metering pump akan
memompakan larutan klorin ke dalam bak klorinasi.
Prinsip-prinsip pemberian klorin
1. Air harus jernih karena kekeruhan tidak keruh karena
kekeruhan pada air akan menghambat klorinasi
2. Kebutuhan klorin harus diperhitungkan secara cermat
agar dapat dengan efektif mengoksidasi bahan-bahan
organik dan dapat membunuh kuman patogen dan
meninggalkan sisa klorin.
2.11 Komponen-komponen dalam sistem pengolah limbah
Dalam mengolah limbah tentu harus ada kesatuan sistem
yang terdiri dari beberapa komponen yang akan menunjang
kerja dari sistem. Berikut yaitu beberapa komponen utama
yang perlu kita susun, antara lain :
1. Pipa
2. Holding Tank
3. Pengolah Limbah
a. Pompa sirkulasi
b. Blower
c. Biofilter
4. Pompa
5. Blower
6. Tangki penampungan akhir
19
Gambar 2.5. Media Biofilter Sarang Tawon
Gambar 2.6. Blower untuk aerasi
20
21
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pengumpulan Data
Data yang digunakan untuk Tugas Akhir ini yaitu
rencana umum kapal yang digunakan untuk mengetahui
dimensi kapal dan dimensi ruang yang akan digunakan
dalam penyusunan serangkaian sistem ini.
3.1.1 Data Kapal
Data Kapal yang akan dianalisa dalam skripsi ini
adalah data kapal penumpang PELNI dengan data
sebagai berikut :
Gambar 3.1. Tampak samping KM. Labobar
Sumber : KM. Labobar
Name of ship : KM. Labobar
Length O.A : 146,5 m
Length between PP : 130 m
Breadth Moulded : 23,4 m
Depth Moulded : 13,4 m
Draught Moulded : 5,90 m
Design Speed : 22,4 Knots
Deadweight : 3350 Tons
Gross Tonnage : 15.200 GT
22
Total Pax : 3084 Persons
Jarak Pelayaran : 2196 Nm
Lama berlayar & labuh : 10 hari
3.1.2 Data Tangki Fresh Water
Tabel 3.1. Spesific Tank Volume
(Sumber : KM. Labobar)
Kode Name Volume
T4 FW Tank 31 P 119,83
T5 FW Tank 31 S 119,83
T6 FW Tank 31 C 171,98
T9 FW Tank 50 C 367,34
T43 FW Tank 111 P 221,58
T44 FW Tank 111 S 221,58
T42 FW Tank 111 C 242,59
Total 1464,92
Data tangki fresh water digunakan dalam
penentuan berapa konsumsi dari KM. Labobar selama
perjalanan, sehingga dapat menentukan berapa
limbah yang dihasilkan selama Kapal Berlayar.
3.2 Metodologi
Dalam menyusun tugas akhir kita harus mempunyai
langkah-langkah yang akan kita gunakan dalam pengerjaan.
Dalam melakukan pengerjaan ini dilakukan dengan metode
perhitungan dan desain. Fungsi dari kegiatan tersebut ialah
memudahkan kita dalam melakukan urutan pekerjaan apa
yang harus kita kerjakan.
23
Mulai
Identifikasi dan
Perumusan Masalah
Studi Literatur
Water Treatment
Arrangement
Tipe Kapal Penumpang yang
Digunakan dalam Perancangan
Perhitungan
Perencanaan Sistem dan
Pemilihan Spesifikasi Komponen
Analisa dan Pembahasan
Kesesuaian water treatment yang digunakan
Rancangan layak
Kesimpulan & Saran
SELESAI
24
Berikut adalah metodologi penulisan yang berisi langkah
langkah penulisan dan penyusunan tugas akhir sesuai
flowchart di bab 3.1 diatas :
3.2.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah
Melakukan pengamatan masalah yang terjadi
sebagai objek penelitian. Permasalahan yang terjadi
dalam penulisan tugas akhir ini adalah bagaimana
cara mendesain menyusun sistem water treatment
yang efektif untuk pengolahan pada kapal Labobar
untuk menghemat kebutuhan air bersih dengan
mengolah kembali limbah grey water. Disisi lain Hal
ini perlu mengetahui berapa banyak limbah yang
dihasilkan oleh kapal yang dilakukan bahan studi.
Selain itu yaitu menganalisa ruangan-ruangan yang
tersedia di dalam KM. Labobar.
3.2.2 Studi literatur
Studi literatur yang dilaksanakan adalah mencari
berbagai referensi yang berhubungan dengan water
treatment baik melalui hasil tugas akhir, jurnal, paper
maupun melalui internet. Hal ini bertujuan untuk
dapat menjadi referensi bentuk water treatment yang
manakah yang paling efektif dan cocok untuk kapal
penumpang. Selain itu yaitu studi literatur untuk
desain instalasi perpipaan proses sistem pengolah
limbah.
3.2.3 Tipe Kapal
Perencanaan sistem disini yaitu kita dapat
membuat/ menyusun sementara komponen apa saja
yang diperlukan dalam penyusunan sistem ini untuk
25
kapal penumpang. Sehingga nanti akan kita dapatkan
berapa jumlah limbah yang dihasilkan dan bisa
menentukan spesifikasi dari sistem. Hal tersebut dapat
dilihat dari kondisi ruangan dalam kapal.
3.2.4 Perhitungan
Perhitungan ini kita lakukan setelah kita
mengetahui tipe kapal, dan khususnya jumlah air yang
dikeluarkan oleh tipe kapal tersebut. Perhitungan ini
dilakukan juga untuk melakukan pendekatan terhadap
kadar limbah yang didegradasi tiap proses treatment.
Dan menghitung spesifikasi apa saja yang dibutuhkan
oleh sistem tersebut. Sehingga nanti akan didapatkan
spesifikasi yang komplek untuk sistem pengolah ini.
3.2.5 Perencanaan sistem
Setelah kita mempelajari beberapa referensi diatas
maka akan kita rencanakan bagaimanakah sistem
yang akan kita susun, dan pemilihan spek yang
dibutuhkan berdasarkan hasil perhitungan yang telah
kita lakukan.
3.2.6 Analisa dan Pembahasan
Analisa yang dilakukan yaitu bagaimana jalannya
sistem yang kita susun, mencari berbagai
kemungkinan yang bisa terjadi di sistem dengan
menganalisa sistem kerjanya melalui gambar desain
sistem. Menganalisa tentang keefekifan sistem
tersebut jika dipasang pada kapal penumpang.
Menganalisa ketersediaan ruangan sistem tersebut
dalam kapal. Dan melakukan analisa ekonomi jika
sistem tersebut diaplikasikan.
26
3.2.7 Penarikan kesimpulan
Melakukan penarikan kesimpulan atas berbagai
analisa yang telah dilakukan dan masih bersifat
sementara. Karena tidak menutup kemungkinan untuk
dilakukan penyempurnaan terhadap desain water
treatment plant system.
27
BAB 4
ANALISA & PEMBAHASAN
4.1 Perhitungan Limbah Grey Water
Gambar 4.1. Tank Plan KM Labobar
Sumber : KM. Labobar
Diketahui KM. Labobar ini berlayar dari Surabaya –
Jayapura dengan waktu total yaitu selama 5 hari termasuk
lama bersandar tiap pelabuhan.
Diketahui dalam desain Tank Plan KM. Labobar
mempunyai 3 tangki fresh water utama, yang mana masing-
masing volumenya sebagai berikut :
Gambar 4.2. Posisi Tampak Samping Peletakkan Tangki
Sumber : GA KM. Labobar
28
Dari Tank Plan diatas diketahui spesifikasi dari masing-
masing tangki melihat dari Tank Plan Capacity sebagai
berikut :
Tabel 4.1. Spesific New Tank Volume
Kode Name Volume
T4 FW Tank 31 P 119,83
T5 FW Tank 31 S 119,83
T6 FW Tank 31 C 171,98
T9 FW Tank 50 C 367,34
T43 FW Tank 111 P 221,58
T44 FW Tank 111 S 221,58
T42 FW Tank 111 C* 121,3
Total 1343,44
*Dikarenakan tangki 111 C dibagi dan dimanfaatkan
untuk penampungan akhir.
Grey Water merupakan bagian dari limbah cair domestik
yang proses pengalirannya tidak melalui toilet, misalnya
seperti air bekas mandi, air bekas mencuci pakaian, dan air
bekan cucian dapur. Sekitar 60-85% dari total volume
kebutuhan air bersih akan menjadi limbah cair domestik
(Metcalf, 1991). Bagian grey water adalah sekitar 75% dari
total volume limbah cair domestik (Hansen & Kjellerup
(1994), dikutip dari Eriksson et al (2001)).
Maka dari pernyataan diatas dapat kita hitung limbah
grey water dengan jumlah air bersih yang terdapat dalam
kapal, dimana :
Volume total air tawar : 1343,44 m3
Volume limbah domestik: Diambil nilai 75% (60-85%)
: 75% x 1343,44
: 1007,58 m3
29
Karena dalam kasus ini merupakan permasalahan di
kapal, maka nilai grey water volumenya sama dengan nilai
limbah domestik. Hal ini dikarenakan untuk kebutuhan air
bersih untuk kakus yang menghasilkan limbah black water
di kapal menggunakan sistem air laut.
Volume grey water : 10007,58 m3
Sehingga volume diatas yaitu volume limbah grey water
yang dihasilkan oleh kapal selama kapal melakukan
pelayaran selama 10 hari.
Maka limbah grey water yang dihasilkan kapal per hari
untuk rata-rata dapat dibagi limbah diatas selama berlayar,
jadi volume/hari : 100,758 m3.
4.2 Penentuan Ruangan yang ada di Kapal
Dari semua jenis peralatan/komponen tersebut tentulah
memerlukan volume ruangan di dalam kapal, tentu kita
harus menganalisa ruangan kosong yang dapat kita gunakan
dalam menyusun sistem tersebut, dimana antara lain :
Gambar 4.3. Peletakan Holding Tank dan Pompa
Sumber : GA KM. Labobar
30
4.2.1 Letak Collected waste water/ holding tank
Komponen pertama yaitu holding tank dimana
tangki tersebut harus diletakkan di bawah dek yang
bebas dari ruangan penumpang ataupun dek yang
tidak ada aktifitas yang merujuk terjadinya limbah.
Karena diharapkan air limbah yang mengalir ke
holding tank secara gravitasi, sehingga tanpa
memerlukan pompa. Maka dari analisa KM Labobar
terdapat ruangan yang dapat digunakan untuk
konstruksi tangki diatas double bottom yang kosong
PS&SB pada frame 132-144. Dari analisa gambar
tersebut dapat dihitung bahwa pembuatan tangki
tersebut mempunyai nilai volume sebesar 104,12 (PS
& SB).
4.2.2 Letak Waste Water Treatment
Memerlukan komponen utama dalam pengolahan
limbah dari kapal yang dalam penginstallan
memerlukan space yang paling besar dari komponen
yang lain. Maka setelah itu yang perlu kita lakukan
pertama yaitu penganalisaan General Arrangement
yang ada di KM Labobar dengan menyesuaikan di
dalam Kapal yang Sudah ada. Maka dari itu berikut
merupakan ruangan-ruangan yang mempunyai space
cukup besar dalam Kapal dan analisa berapa luas
ruangan di kapal.
31
Gambar 4.4. Perencanaan posisi waste water treatment dan
Tangki penampung hasil beserta alur pipa
Sumber : GA KM. Labobar
4.2.3 Letak Pompa
Pompa yang dibutuhkan yaitu untuk mengalirkan
fluida cair dalam bentuk air, maka dalam instalasi
dapat dipilih pompa jenis sentrifugal. Pompa agar
diletakkan di posisi dekat suction (Holding tank)
dengan tujuan memperkecil nilai NPSH. Pompa harus
diletakan pada posisi yang jauh dari lalu lalang
manusia tetapi mudah dijangkau ABK dan mudah
dalam maintenance. Pompa berada pada Gambar 4.3
ditandai dengan angka 1.
4.2.4 Letak Pipa
Pipa merupakan media yang dilalui oleh fluida
yang ditransfer oleh pipa dari komponen komponen
lain. Jenis pipa harus ditentukan dengan karakteristik
fluida. Panjang pipa ini ditentukan oleh letak
komponen per komponen mulai start-finish. Setelah
32
dianalisa lewat komponen per komponen dapat di GA
maka dapat digambarkan bentuk penampang pipa dari
pandangan samping dan atas. Gambar penampang
pipa dari samping digambarkan pada gambar 4.2.
Dari analisa gambar panjang di atas, didapatkan
panjang sebenarnya dari perencanaan holding tank ke
waste water treatment yaitu 71,4 m. Dan dari waste
water treatment ke FW yaitu 40,4 m. Nilai panjang
diatas yaitu nilai salah satu pipa terpanjang yaitu
berfungsi untuk menentukan nilai head dari pompa.
Sehingga akan diketahui berapa nilai H dari pompa
tersebut.
4.2.5 Letak Tangki Penampung Hasil
Setelah limbah grey water mengalami proses
pengendapan, treatment, selanjutnya air limbah hasil
ini ditampung untuk dilakukan proses klorinasi,
digunakan untuk menghilangkan bakteri patogen dan
air layak dikonsumsi dengan dosis klorin yang sesuai.
Untuk gambar dijelaskan pada gambar 4.4.
4.3 Perhitungan Perencanaan
4.3.1 Analisa debit limbah
Setelah dilakukan perhitungan diatas dari
sejumlah kebutuhan fresh water di kapal didapatkan
nilai limbah grey water sebagai berikut :
Debit limbah : 100,758 m3/hari
Debit limbah : 1,166 l/detik
4.3.2 Analisa karakteristik air limbah
Analisa karakteristik air limbah dilakukan untuk
mengetahui karakteristik air limbah yang dihasilkan
oleh KM. Labobar sehingga direncanakan metode
33
pengolah limbah grey water. Berdasarkan KM
Negaara Lingk. Hidup Nomor 112 Tahun 2003
tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik.
Maka dilakukan pengumpulan data untuk beberapa
parameter yaitu pH, TSS, BOD dan COD yang telah
didapatkan dari penelitian sebelumnya, yaitu :
Nilai pH berkisar : 4,5 - 7
Nilai BOD berkisar : 195 – 930 mg/l
Nilai COD berkisar : 290 – 4290 mg/l
Nilai TSS berkisar : 160 – 480 mg/l
Desain unit pengolah air limbah yang dihasilkan
KM Labobar diharapkan terjadi penyisihan parameter
di unit bak penampung dan bak Pengolah Limbah.
Untuk unit bak penampung didesain untuk waktu
tinggal 24 jam dan diharapkan terjadi penyisihan TSS
60%, BOD&COD 40%. Setelah itu pada pengolahan
selanjutnya, yaitu unit bak ABR terjadi penyisihan
parameter dengan efisiensi masing-masing dari ketiga
parameter adalah 80% untuk TSS, 95% untuk BOD
dan COD (Tchonobanoglous,et al 2003).
Asumsi karakteristik Limbah Grey Water untuk KM
Labobar :
Nilai pH : 6,5
Nilai COD : 290 mg/l
Nilai BOD : 250 mg/l
Nilai TSS : 200 mg/l
Nilai N : 40 mg/l
Nilai P : 8 mg/l
4.3.3 Perhitungan perancangan bak penampung
Nilai volume tersebut disesuaikan dengan kondisi
ruangan/space di kapal sesuai analisa ruangan yang
34
dapat digunakan di sub bab diatas, dimana terdapat
volume untuk hoding tank sebesar 96,69 m3. Sehingga
dari limbah diatas tidak dapat ditampung semua, ada
sejumlah volume yang terbuang yaitu 4,068 m3.
4.3.4 Perhitungan kesetimbangan massa & spesifikasi
treatment
Untuk menghitung kesetimbangan massa
berdasarkan tabel 2.1. Diketahui debit limbah yang
dapat ditampung oleh holding tank yaitu 96,69
m3/hari. Maka sejumlah volume ini lah yang akan
berlanjut ke pengolahan selanjutnya yaitu proses
pengolah limbah secara Kombinasi Biofilter
Anaerob-Aerob.
Kandungan karakteristik unsur-unsur dalam
limbah saat berada pada holding tank/ tangki
sedimentasi dapat kita analisa dengan 3 skenario,
yaitu apabila desain penampung bekerja dengan
sangat baik, dengan sedang, ataupun bekerja dengan
sangat buruk, Maka dapat ditentukan beban dari
limbah sebelum proses apapun yaitu :
Q limbah : 96,69 m3/hari
: 1,119 l/s
BOD inf : Beban BOD x Flow rate
: 279,76 mg/s
: 24,172 kg/day
COD inf : Beban COD x Flow rate
: 324,51 mg/s
: 28,04 kg/day
TSS inf : Beban TSS x Flow rate
: 223,814 mg/s
35
:19,337 kg/day
N inf : Beban N x Flow rate
: 44,76 mg/s
: 3,8675 kg/day
P inf : Beban P x Flow rate
: 8,952 mg/s
: 0,77 kg/day
Dari keadaan diatas maka akan didapatkan
sejumlah lumpur dalam proses sedimentasi, Jumlah
lumpur dipengaruhi dengan nilai efisiensi
sedimentasi, karena tidak dilakukan praktikum maka
dilakukan 3 skenario diatas dengan efisiensi yang
berbeda bawah-sedang-tinggi. Dimana dihasilkan
seperti dibawah ini :
Eff penurunan TSS : TSS inf x Eff. Removal
Tabel 4.2. Perbandingan 3 Variasi efisiensi
penurunan TSS
Waste water Removal Effisiensi
L M H
Penurunan TSS (kg) 9,67 11,6 12,57
Eff penurunan BOD : BOD inf x Eff Removal
Tabel 4.3. Perbandingan 3 Variasi efisiensi
penurunan BOD
Waste water Removal Effisiensi
L M H
Penurunan BOD (kg) 7,25 8,46 9,7
Eff penurunan COD : COD inf x Eff Removal
36
Tabel 4.4. Perbandingan 3 Variasi efisiensi
penurunan COD
Waste water Removal Effisiensi
L M H
Penurunan COD (kg) 8,41 9,81 11,22
Eff penurunan N : N inf x Eff Removal
Tabel 4.5. Perbandingan 3 Variasi efisiensi
penurunan N
Waste water Removal Effisiensi
L M H
Penurunan N (kg) 0,39 0,58 0,77
Eff penurunan P : P inf x Eff Removal
Tabel 4.6. Perbandingan 3 Variasi efisiensi
penurunan P
Waste water Removal Effisiensi
L M H
Penurunan P (kg) 0,08 0,12 0,15
Koefisien yield pada anaerobik Y = 0,03 kg TSS,
COD, N, P. Sehingga didapatkan berat endapan
lumpur dari proses tersebut :
Berat endapan COD : Penurunan COD x Y
Berat endapan TSS : Penurunan TSS x Y
Berat endapan N : Penurunan N x Y
Berat endapan P : Penurunan P x Y
37
Tabel 4.7. Perbandingan berat endapan dari hasil
variasi efisiensi
Berat endapan Removal Effisiensi
L M H
COD (kg/hari) 0,25 0,29 0,3
TSS (kg/hari) 0,29 0,35 0,4
N (kg/hari) 0,012 0,02 0,023
P (kg/hari) 0,002 0,003 0,005
Total lumpur 0,554 0,663 0,728
Setelah dari proses sedimentasi maka selanjutnya
limbah grey water ini akan masuk ke dalam proses
Biofilter Anaerob-Aerob reactor. Dimana dalam
spesifikasi ini ditentukan oleh volume dan beban
limbah. Beban limbah mengalami penurunan karena
proses sedimentasi tersebut.
Tabel 4.8. Perbandingan hasil kadar limbah setelah
proses sedimentasi dengan 3 removal efisiensi
Beban Limbah
Kadar Limbah
(mg/l)
L M H
BOD 175 162,5 150
COD 203 188,5 174
TSS 100 80,0 70
N 36 34,0 32
P 7,2 6,8 6,4
Keterangan :
L : Low removal effisien
38
M : Medium removal effisien
H : High removal effisien
Diketahui volume limbah yang masuk ke dalam
sistem ini sama dengan nilai limbah yang masuk ke
dalam proses sedimentasi (holding tank), tetapi beban
limbah mengalami degradasi karena proses
sedimentasi tersebut, maka dilakukan pemilihan
spesifikasi water treatment yang sudah ada dengan
melihat debit limbah yaitu :
39
Gambar 4.5. Spesifikasi dimensi water treatment
Sumber : PPT Teknik Lingkungan
Dari spesifikasi tangki penampungan
(sedimentation tank) diatas maka dapat diketahui
volume dari limbah yaitu 96,69 m3 jumlah water
treatment yang digunakan yaitu 7 buah karena
spesification treatment yang dipakai yaitu dengan
debit 14000L/hari.
Selanjutnya dilakukan perhitungan nilai kadar limbah
yang dapat didegradasi dari sistem tersebut yaitu :
Diketahui debit limbah untuk tiap proses spesifikasi
alat yaitu : 14000 l/day = 0,162 l/s
Nilai pembebanan unsur limbah tiap proses ABR
BOD inf : Beban BOD x Flow rate
40
Tabel 4.9. Beban BOD tiap proses pengolah
Pada proses ABR Removal Effisiensi
L M H
BOD inf (mg/s) 28,350 26,330 24,305
BOD inf (kg/hari) 2,450 2,275 2,100
COD inf : Beban COD x Flow rate
Tabel 4.10. Beban COD tiap proses ABR
Pada proses ABR Removal Effisiensi
L M H
COD inf (mg/s) 32,983 30,540 28,194
COD inf (kg/hari) 2,842 2,639 2,436
TSSinf : Beban TSS x Flow rate
Tabel 4.11. Beban TSS tiap proses ABR
Pada proses ABR Removal Effisiensi
L M H
TSS inf (mg/s) 16,203 12,960 11,342
TSS inf (kg/hari) 1,400 1,120 0,980
Ninf : Beban N x Flow rate
Tabel 4.12. Beban N tiap proses ABR
Pada proses ABR Removal Effisiensi
L M H
N inf (mg/s) 5,833 5,509 5,185
N inf (kg/hari) 0,504 0,476 0,448
Pinf : Beban P x Flow rate
41
Tabel 4.13. Beban P tiap proses ABR
Pada proses ABR Removal Effisiensi
L M H
P inf (mg/s) 1,167 1,108 1,037
P inf (kg/hari) 0,101 0,095 0,089
Nilai diatas adalah skenario beban yang dibawa
oleh limbah pada masing-masing water treatment.
Karena setelah proses ABR beban ini akan
terdegradasi lagi dengan senario berbeda lagi, nilai
degradasi limbah ini mengacu pada tabel degradasi
sebelumnya. Sehingga dihasilkan jumlah kadar
limbah yang terkandung setelah proses ABR yaitu
(mg/l):
Tabel 4.14. Nilai kadar limbah setelah proses Biofilter
Anaerob-aerob
Beban Limbah
Kadar Limbah
(mg/l)
L M H
BOD 35 20,3 7,5
COD 41 28,3 17
TSS 30 16,0 7
N 9 6,8 4,8
P 0,7 0,7 0,7
Keterangan :
L : Low removal effisien
M : Medium removal effisien
H : High removal effisien
42
Tabel 4.15. Baku mutu air limbah domestik
Limbah
BM
(mg/l) Sumber
COD 50 Peraturan gubernur Jatim No.72/2013 (hlm 39)
BOD 30 Peraturan gubernur Jatim No.72/2013 (hlm 39)
TSS 50 Peraturan gubernur Jatim No.72/2013 (hlm 39)
N 30 Peraturan Menteri LH No.5 th 2014 (hlm 81)
P 1 PP No.82 tahun 2001 (lampiran halaman 1)
Setelah diketahui jumlah dan spesifikasi treatment
yang telah ditentukan yaitu penentuan spesifikasi
pompa, pipa dan penunjang lain untuk sistem
pengolah grey water di KM. Labobar. Maka masih
ada dihasilkan air olahan yang masih mengandung
beberapa zat limbah, selanjutnya ditampunglah air
hasil olahan untuk olahan lanjut, seperti UV,
Klorinasi, Ozonisasi ataupun proses lainnya.
Sehingga disediakan tangki untuk keperluan ini.
Tujuan dari klorinasi (pemberian kaporit/ klorin)
adalah sebagai upaya sanitasi air minum yang dapat
membunuh bakteri dan mikroorganisme lain yang
mencemari air. Klorinasi dilakukan dengan cara
memasukkan klorin sebanyak 3-5 ppm ke dalam air
minum. Umumnya klorin dijual di pasaran dalam
bentuk kaporit atau calcium hypochlorite (CaOCl2).
Jika kaporitnya murni, untuk memperoleh kadar yang
tepat dalam air minum dibutuhkan 6-10 gram kaporit
tiap 1.000 liter air. Namun jika kaporit yang dimiliki
hanya berkonsentrasi 50%, dosis kaporit yang
43
digunakan menjadi dua kali lipat, yaitu 12-20 gram
tiap 1.000 liter air (Mulyantono dan Isman, 2008).
4.4 Perhitungan blower untuk proses Aerob
Blower pada proses Aerob digunakan untuk
mendegradasi BOD yang larut pada limbah dengan tujuan
mendapatkan efisiensi yang lebih tinggi daripada proses
anaerob saja. Kapasitas blower untuk spesifikasi per sistem
yaitu :
1. Menentukan nilai BOD Load
BOD load ditentukan dengan cara mengalikan
nilai kandungan BOD dalam limbah dengan debit
limbah tersebut (Grey water). Dari perhitungan
sebelumnya sudah didapatkan nilai BOD yang masuk
ke pengolah ABR ini. Jadi perhitungan BOD
tergantung dari nilai BOD per waste treatment.
Tabel 4.16. perbandingan nilai BOD pada 3 efisiensi
berbeda
Beban Limbah Kadar Limbah/day
L M H
BOD inf 2,45 kg 2,275 kg 2,1 kg
Keterangan :
L : Low removal effisien
M : Medium removal effisien
H : High removal effisien
2. Menentukan safety factor
Safety factor diambil dari data cemaran atau hasil
analisa dari waste water. Jika mengandung ammonia
(NH4) maka safety factornya adalah 4-6. Jika tidak
44
maka safety factornya adalah 1-2. Karena limbah grey
water bukan limbah industri maka tidak mengandung
ammonia. Safety factor diambil nilai 2.
3. Menentukan AOR (Actual Oxygen Requirement)
Cara menentukan nilai AOR yaitu mengalikan Safety
Factor dengan nilai BOD Load
Maka nilai AOR :
Tabel 4.17. Perbandingan nilai AOR dengan variasi
3 pembebanan
Blower Spec. Eff Removal
L M H
AOR 4,9 4,55 4,2
Keterangan :
L : Low removal effisien
M : Medium removal effisien
H : High removal effisien
4. Menentukan nilai SOTR (Specification Oxygen
Transfer Rate)
Cara menentukannya yaitu dengan membagi nilai AOR
dengan nilai faktor efisiensi transfer : 0.7
Maka nilai SOTR :
Tabel 4.18. Perbandingan nilai SOTR dengan variasi
3 pembebanan
Blower Spec.
Kadar BOD
load/day
L M H
SOTR 7 6,5 6
Keterangan :
L : Low removal effisien
M : Medium removal effisien
H : High removal effisien
45
5. Menghitung nilai Air Requirement
Cara menentukan nilai ini yaitu dengan mengalikan
nilai SOTR dengan nilai Faktor Variabel : 14
Maka nilai Air Requirement yaitu :
Tabel 4.19. Perbandingan kebutuhan udara dengan
variasi 3 pembebanan
Blower Spec.
Kadar BOD
load/day
L M H
Air Req. (m3/day) 98 91 84
Air Req. (l/min) 68 63 58
Jadi spesifikasi dari blower adalah :
Merk : Medo Brand
Type : 60 L/min LA-608 (High Performance)
Power Cons. : 60 W/ 50 Hz
4.5 Perhitungan spesifikasi Grease Trap
Grease trap yaitu komponen yang digunakan untuk
menangkap lemak pada waste water. Komponen ini
dipasang dengan memperhatikan spesifikasi flow rate yang
ada pada grease trap :
Q : 4,0833 m3/jam
Q : 68 l/m
Spesifikasi dari grease trap yaitu :
Type : GT2700 – 20 (78 l/min)
Dim : 3” (A)
4.6 Perhitungan Spesifikasi Dosing Pump
Dosing Pump atau Pompa Dosing berfungsi untuk
menginjeksikan bahan kimia yang dibutuhkan untuk internal
46
water treatment. Pompa chemical ini harus dijaga agar
beroperasi normal untuk memastikan bahan kimia terinjeksi
sesuai dengan dosis.
Untuk menetralisir 1000 l air domestik yaitu dengan 6-10
gram, diambil nilai tetap 8 gram. Spesifikasi kaporit yaitu :
65 %, maka :
Untuk menetralisir 1000 l air yaitu = 100/65 x 8 = 12,3 gram
Limbah per hari dari domestik yaitu 98000 l Jadi yang
diperlukan per hari kaporit yaitu 12,3 x 98 = 1205,4 gram.
Spesifikasi yang digunakan yaitu : 58x stroke/minute
Volume per menit yaitu : 98000 : (24 x 60) = 68,05 l
Kadar kaporit per menit : (68,05/1000) x 12,3 = 0,837
gram
Kadar kaporit per stroke : 0,837/ 58 = 0,014
gram
Dosing tank spesification : 500 l
Flowrate dosing pump : 5,5 l/h
Kadar kaporit per jam : 0,83 x 60 : 50,22 gram
Jadi pengisian tangki : 500 l/(5,5 l/hx 24) : 3,78 hari
sekali
4.7 Perhitungan spesifikasi pompa
Kapasitas pompa : 98 m3/hari
: 4,083 m3/hari
: 0,00113 m3/hari
Debit per sistem : 14 m3/hari
: 0,583 m3/hari
: 0,00016 m3/hari
47
Branch pipe
Asumsi nilai v : 0,5 m/s
Q : A x v
A : 0,00032 m2
D : 0,023 m
: 20,3 mm
Diambil dari spesifikasi pipa maka diameter :
D ou : 34 mm
D in : 25 mm
Tebal : 3,5 mm
Main pipe
Asumsi nilai v : 0,5 m/s
Q : A x v
A : 0,00227 m2
D : 0,058 m
: 53,8 mm
Diambil dari spesifikasi pipa maka diameter :
D ou : 76,3 mm
D in : 65 mm
Calculation of head (Holding tank to waste water)
Calculation of head losses at suction pipe (Main pipe)
D in : 65 mm
Viscosity : 0,76 cst on 320C : 0,000000764
Rn : (Vs x Ds)/n : 42539,27
So, f : 0,045 (Disesuaikan dengan grafik)
Head static : 7 m
48
Head pressure : 0 m
Head velocity : 0 m
Major losses (hf) : (f x L x v2)/(D x 2g)
Pipe length : 8,5 m
Major losses : 0,075212
Minor losses
No Type N k
N
x k
1 Elbow 90' 1 1 1
2 T junction 1 1 1
3 Filter 1 1,5 1,5
4
Butterfly
Valve 1 0,9 0,9
Total 4,4
Minor losses (hl) : k total x v2/2g
: 0,05624
Calculation of head losses at discharge pipe
Main pipe
D in : 65 mm
Viscosity : 0,76 cst on 320C : 0,000000764
Rn : (Vs x Ds)/n : 42539,27
So, f : 0,036 (Disesuaikan dengan grafik)
Major losses (hf) : (f x L x v2)/(D x 2g)
Pipe length : 52 m
Major losses : 0,36809816
49
Minor losses
No Type N k
N
x k
1 Elbow 90' 3 1 3
2 T junction 1 1 1
3 NRV 1 0,9 0,9
Total 4,9
Minor losses (hl) : k total x v2/2g
Minor losses (hl) : 0,0626
Calculation of head losses at discharge pipe
Branch pipe
D in : 25 mm
Viscosity : 0,76 cst on 320C : 0,000000764
Rn : (Vs x Ds)/n : 16361,26
So, f : 0,03 (Disesuaikan dengan grafik)
Major losses (hf) : (f x L x v2)/(D x 2g)
Pipe length : 9,8 m
Major losses : 0,115030675
Minor losses
No Type N k
N
x k
1 Elbow 90' 4 1 4
2 T junction 0 1 0
3 Butterfly valve 1 0,9 0,9
Total 4,9
50
Minor losses (hl) : k total x v2/2g
Minor losses (hl) : 0,0626
Calculation of total head :
Head total : Hs+Hv+Hp+Hf1+hl1+hf2+hl2
Head total : 7,7751 m
So spesification of pump
Q : 4,083 m3/jam
H : 7,9651 m
Perhitungan pompa 2
Kapasitas pompa : 98 m3/hari
: 4,083 m3/hari
: 0,00113 m3/hari
Debit per sistem : 14 m3/hari
: 0,583 m3/hari
: 0,00016 m3/hari
Branch pipe
Asumsi nilai v : 0,5 m/s
Q : A x v
A : 0,00032 m2
D : 0,023 m
: 20,3 mm
Diambil dari spesifikasi pipa maka diameter :
D ou : 34 mm
D in : 25 mm
Main pipe
Asumsi nilai v : 0,5 m/s
51
Q : A x v
A : 0,00227 m2
D : 0,058 m
: 53,8 mm
Diambil dari spesifikasi pipa maka diameter :
D ou : 76,3 mm
D in : 65 mm
Calculation of head (Waste water treatment to FW
Tank)
Calculation of head losses at suction pipe (Branch pipe)
D in : 25 mm
Viscosity : 0,76 cst on 320C : 0,000000764
Rn : (Vs x Ds)/n : 16361,23
So, f : 0,03 (Disesuaikan dengan grafik)
Head static : 2,6 m
Head pressure : 0 m
Head velocity : 0 m
Major losses (hf) : (f x L x v2)/(D x 2g)
Pipe length : 5 m
Major losses : 0,11579755
Minor losses
No Type N k
N
x k
1 Elbow 90' 2 1 2
2 T junction 1 1 1
4
Butterfly
Valve 1 0,9 0,9
52
Total 3,9
Minor losses (hl) : k total x v2/2g
: 0,004985
Calculation of head losses at suction pipe (Main pipe)
D in : 65 mm
Viscosity : 0,76 cst on 320C : 0,000000764
Rn : (Vs x Ds)/n : 42539,27
So, f : 0,036 (Disesuaikan dengan grafik)
Major losses (hf) : (f x L x v2)/(D x 2g)
Pipe length : 17 m
Major losses : 0,12033978
Minor losses
No Type N k
N
x k
1 Elbow 90' 2 1 2
2 T junction 1 1 1
3 Filter 1 1,5 1,5
4 Butterfly valve 1 0,9 0,9
Total 5,4
Minor losses (hl) : k total x v2/2g
Minor losses (hl) : 0,0690
Calculation of head losses at discharge pipe (Main pipe)
D in : 65 mm
Viscosity : 0,76 cst on 320C : 0,000000764
Rn : (Vs x Ds)/n : 42539,27
So, f : 0,036 (Disesuaikan dengan grafik)
53
Major losses (hf) : (f x L x v2)/(D x 2g)
Pipe length : 25 m
Major losses : 0,217697
Minor losses
No Type N k
N
x k
1 Elbow 90' 2 1 2
2 NRV 1 0,9 0,9
3 Butterfly valve 1 0,9 0,9
Total 3,8
Minor losses (hl) : k total x v2/2g
Minor losses (hl) : 0,0486
Calculation of total head :
Head total : Hs+Hv+Hp+Hf1+hl1+hf2+hl2
Head total : 3,1805 m
So spesification of pump
Q : 4,083 m3/jam
H : 3,2804 m
Perhitungan Overflow Pipe
Karena ada sejumlah volume yang terbuang dalam
holding tank, maka harus dipasang overflow pipe
Dmin= 1,25 x Dfilling, So Dmin= 1,25 x 3.5” = 4,375”
(ABS 9.3.3)
54
4.8 Analisa dan Pembahasan Sistem
Setelah dilakukan perhitungan spesifikasi untuk sistem
pengolah limbah dan analisa di dalam KM. Labobar maka
dapat di analisa berbagai komponen di dalamnya di kapal.
4.8.1 Holding tank
Diletakkan penambahan konstruksi tangki diatas
double bottom yang kosong PS&SB pada frame 132-144.
Hal ini dilakukan pertama karena terdapat ruangan
kosong yang cocok digunakan untuk pembangunan
tangki. Kemudian posisi ini yaitu dapat dialirkan air dari
grey water berjalan secara gravitasi ke bawah untuk di
tampung di holding tank ini. Selain sebagai proses
penampungan holding tank yaitu digunakan dengan
tujuan sedimentation tank untuk mengurangi kadar
limbah secara bergantian antara PS&SB.
Tank Volume : 96,69 m3/ Side
Jadi dari limbah yang dihasilkan per hari tidak dapat
ditampung dan diolah secara keseluruhan, ada volume
yang terbuang sebesar 4,07 m3 karena diperlukan
permukaan yang bersentuhan dengan udara untuk
membuat sedimentasi berjalan lebih efektif.
4.8.2 Pompa Limbah
Ada dua pompa untuk bekerja, Pompa 1 yaitu dari
holding tank (Sedimentation tank) ke Waste Water
Treatment. Pompa 2 dari Waste water treatment yang telah
terolah ke tanki utama Fresh water tank. Peletakan pompa
diletakkan didekat hoding tank.
Spesifikasi Pompa :
Type : Centrifugal Pump
Merk : EBARA
Type : 50x40 FSHA
55
Cap. : 5 m3/hour
Head : 10 m
Sealing : Gland Packing
Power : 0,5 KW/ 0,75HP/380 V/50 Hz
4.8.3 Pipa Limbah
Pipa limbah digunakan sebagai media transfer
sepanjang proses dalam pengolah limbah grey water di
kapal. Terdapat dua macam pipa, pipa utama dan pipa
cabang ke water treatment. Pipa utama yaitu pipa yang
digunakan sebagai transfer dari holding ke kombinasi
biofilter anaerob-aerob, dimana nanti akan masuk melalui
cabang-cabang ke pengolah limbah tersebut yang
berjumlah 7 buah pengolah limbah grey water kombinasi
biofilter anaerob-aerob. Ada juga pipa yang digunakan
untuk overflow pipe yaitu karena untuk kondisi limbah
melebihi sedimentation tank atau holding tank, maka air
limbah dibuang melalui overboard.
Pipa utama
Type : Galvanis Steel
Merk : -
D in : 65 mm
Tebal : 4,2 mm
D out : 76,3 mm
Pipa cabang
Type : Galvanis Steel
Merk : -
D in : 25 mm
Tebal : 3,5 mm
D out : 34 mm
56
Overflow Pipe
Type : Galvanis Steel
Merk : -
D in : 125 mm
Tebal : 5 mm
D out : 139,8 mm
5 Grease Trap
model/merk : GT2700-20
Flow rate : 15 L/min
Grease capacity : 4 kg
Weight : 10 kg
6 Dosing pump & Dosing tank spesification
Model : MS1A064A
Stroke length : 2 mm
Stroke/min : 58
Flowrate : 5,5 l/h
Max Pressure : 10 bar
Motor : 3Ph, 0,18 kW
Dosing tank : 500 l
Gambar 4.6. Dosing Pump
Sumber : www.samrindustries.com
57
7 Spesifikasi pengolah limbah
Debit Air limbah : 14000 liter/hari
Beban BOD : 3,5 kg BOD/hari
Effisiensi BOD : 90%
Terdiri dari dua bak pengurai yaitu bak anaerob dan bak
aerob
Dimensi biofilter anaerob - aerob :
Panjang efektif : 3200 m
Lebar efektif : 1500 mm
Kedalaman eff. : 2000 mm
Freeboard : 300 mm
Total volume efektif : 14,1 m3
Waktu tinggal rata-rata : 24 jam
Diameter inlet/outlet : 4 inch
Volume media biofilter : 4,05 m3
Tipe media : Media plastik sarang tawon
Blower :
Rated flow : 60 l/min
Power consum : 60 W/50 Hz
Weight : 5 kg
Media Biofilter : Biofilter sarang tawon
Material : PVC
Ketebalan : 0.2 mm
Dimensi : 120x50x60 (p x l x t)
Type : Cross Flow
58
4.9 Analisa Ekonomi (Dalam Rupiah)
Tabel 4.20. Biaya Instalasi Sistem Pengolah Limbah
Komponen Jumlah/
Satuan
Harga
Satuan
Total
Pipa (D=65mm) 102,5 m 643000/6m 10931000
Pipa (D=25mm) 14,8 m 187000/6m 5610000
Pipa (D=125mm) 12,3 m 1611000/6m 4833000
Pipa (D=89mm) 48,9 m 1191000/6m 10719000
Pompa Limbah 2 5170000 10340000
Pengolah Limbah 7 7000000 49000000
Plat Tangki 1 10 8100000 81000000
Plat Tangki 2 4 8100000 32000000
Blower Aerasi 1 3120000 3120000
Grease Trap 1 1000000 1000000
Strainer 2 3458400 6916800
Butterfly valve 19 6864000 130416000
Non return valve 2 4250400 8500800
Pressure Indicator 2 308880 617760
Elbow 90’ 14 2011548 28161672
Reducing Tee 4 3121668 12486672
Reducer 14 2008512 28119168
Dosing pump 1 3960000 3960000
Dosing tank 1 2500000 2500000
Fee Transfer 1 5101250 5101250
Desain 8% 424224126 363356250
Instalation 15% 424224126 68167968
Total investasi awal (Rp) 558977345
Untuk mengetahui instalasi dari sistem yang telah
disusun membawa keuntungan atau kerugian yaitu dapat
dianalisa secara ekonomi, yaitu melalui instalasi alat, biaya
operasional serta menghitung penghematan yang dihasilkan
59
Biaya Operasional (Kebutuhan listrik)/tahun
Untuk mengetahui berapa biaya yang harus dikeluarkan untuk
mendukung berjalannya sistem yaitu dilakukan perhitungan biaya
operasiona sistem tersebut. Dimana biaya operasional ini antara
lain biaya operasi sehari-hari, dan biaya maintenance yang harus
dikeluarkan untuk pemeliharaan sistem.
Tabel 4.21. Biaya Kebutuhan Listrik
Komponen Jumlah Daya (kW) Total Daya (kw)
Pompa Limbah 2 0,5 1
Dosing Pump 1 0,18 0,18
Blower 7 0,06 0,42
Jumlah Daya 1,6
Nilai kWH perhari yaitu : Total Daya x 24 Jam
: 1,6 x 24 : 38,4 kWh
Harga /kWH : 1500
Biaya pengeluaran per tahun : Jumlah kWH per hari x Harga x
365
: 38,4 x 1500 x 365
: 21.024.000,-
Operasional kebutuhan per tahun
Tabel 4.22. Pengeluaran operasional/tahun
Komponen Jumlah Biaya Total
Kaporit 423 kg (24 buah) 350.000/buah 8.400.000
Honeycomb 21 2500000 52.500.000
Jumlah Biaya 60.900.000
Biaya komponen dan kebutuhan listrik per tahun yaitu : 81.924.000
60
Tabel 4.23. Biaya Maintenance
Maintenance tahun ke 1 5589773
Maintenance tahun ke 2 11179546
Maintenance tahun ke 3 16769320
Maintenance tahun ke 4 22359093
Maintenance tahun ke 5 22359093
Maintenance tahun ke 6 22359093
Maintenance tahun ke 7 22359093
Maintenance tahun ke 8 22359093
Maintenance tahun ke 9 22359093
Maintenance tahun ke 10 22359093
Biaya ini wajib dikeluarkan untuk menjaga atau merawat sistem
agar dapat bekerja selalu optimal. Biaya ini diambil nilai 2-5%
selama setiap tahunnya. Jika yang perlu dimaintenance jumlah dari
komponen sedikit maka prosentase asumsi maintenance juga kecil.
Total biaya Operasional /tahun yaitu jumlah operasional
keseluruhan ditambahkan jumlah maintenance.
Tabel 4.24 Total Biaya Operasional
Tahun ke Biaya Op. Biaya Maint. Totap Op.
Tahun ke 1 81.924.000 5589773 87513773
Tahun ke 2 83.562.480 11179546 94742026
Tahun ke 3 85.233.729 16769320 102003049
Tahun ke 4 86.938.404 22359093 109297498
Tahun ke 5 88.677.172 22359093 111036266
Tahun ke 6 90.450.715 22359093 112809809
Tahun ke 7 92.259.730 22359093 114618823
Tahun ke 8 94.104.924 22359093 1164644018
Tahun ke 9 95.987.023 22359093 118346116,9
Tahun ke 10 97.906.763 22359093 120265857
61
Total penghematan keperluan air bersih yaitu :
Diketahui jumlah air yang diperoleh tiap hari yaitu dengan
kapasitas pengolahan 98 m3. Kapal ini mempunyai endurance
selama 10 hari. Maka untuk pengisian air tawar di pelabuhan
sangat berkurang sebanyak 980 m3 dalam 10 hari.
Tabel 4.25. penghematan air tawar kapal
Penghematan
dalam hari
Jumlah Air
Olahan m3
Harga /m3 Total
10 hari 980 21000 20.580.000
1 bulan 2940 21000 61.740.000
1 tahun 35280 21000 740.880.000
Jumlah Keuntungan yang didapatkan dengan instalasi sistem
tersebut :
Tabel 4.26. Nilai Pemasukan yang didapatkan
Tahun Investasi Total Op. Pendapatan Pemasukan
1 558.977.345 87513773 740.880.000 94.388.881
2 94742026 740.880.000 646.137.973
3 102003049 740.880.000 638.876.950
4 109297498 740.880.000 631.582.502
5 111036266 740.880.000 629.843.733
6 112809809 740.880.000 628.070.190
7 114618823 740.880.000 626.261.176
8 1164644018 740.880.000 624.415.981
9 118346116,9 740.880.000 622.533.883
10 120265857 740.880.000 620.614.142
Dari analisa ekonomi diatas dapat kita lihat bahwa dengan
menginstal sistem pengolah limbah grey water pada KM. Labobar
dapat menyimpan pengeluaran sangat tinggi per tahun. Tentu
dalam kebutuhan kapal dapat digunakan sebagai operasional
tambahan untuk memenuhi sistem lain.
62
Gambar 4.7. Desain Sistem Water Treatment di KM Labobar
63
Gambar 4.8 Keyplan Fresh Water-, Filling-, & Suction System
64
Gambar 4.9 Grey Water Domestic System
65
Gambar 4.10 Gabungan Keyplan Pengolah Grey Water & Filling FW, Suction
66
Gambar 4.11 Aliran Pipa Menuju Pengolah Limbah
67
Gambar 4.12 Tangki klorinasi
68
73
LAMPIRAN
Perhitungan Kesetimbangan Massa
Limbah
BM
(mg/l) Sumber
COD 50 Peraturan gubernur Jatim No.72/2013 (hlm 39)
BOD 30 Peraturan gubernur Jatim No.72/2013 (hlm 39)
TSS 50 Peraturan gubernur Jatim No.72/2013 (hlm 39)
N 30 Peraturan Menteri LH No.5 th 2014 (hlm 81)
P 1 PP No.82 tahun 2001 (lampiran halaman 1)
Karakteristik nilai air limbah :
pH : 6,5
COD : 290 mg/l
BOD : 250 mg/l
TSS : 200 mg/l
N : 40 mg/l
P : 8 mg/l
Proses Sedimentasi Efisiensi Rendah
1. Perhitungan nilai limbah setelah proses sedimentasi
TSS baru : TSS x Eff Removal
74
: 200 x (1-50%)
: 100 mg/l
COD baru : COD x Eff Removal
: 290 x ( 1-30%)
: 203 mg/l
BOD baru : BOD x Eff. Removal
: 250 x (1-30%)
: 175 mg/l
N baru : N x Eff. Removal
: 40 x (1-10%)
: 36 mg/l
P baru : P x Eff Removal
: 8 x (1-10%)
: 7,2 mg/l
2. Perhitungan penurunan efisiensi limbah pada proses
sedimentasi
Effisiensi Penurunan TSS : TSS inf x Eff. Removal
: 19,337 kg x 50%
: 9,67 kg
Effisiensi Penurunan BOD : BOD inf x Eff. Removal
: 24,172 kg x 30%
: 7,25 kg
Effisiensi Penurunan COD : COD inf x Eff. Removal
: 28,04 kg x 30%
: 8,41 kg
Effisiensi Penurunan N : N inf x Eff. Removal
: 3,8675 kg x 10%
: 0,39 kg
Effisiensi Penurunan P : P inf x Eff. Removal
: 0,77 kg x 10%
: 0,08 kg
3. Perhitungan endapan
75
Koefisien yield pada anaerobic Y = 0,03 kg TSS, COD, N, P.
Sehingga didapatkan berat endapan lumpur dari proses
tersebut :
Berat endapan COD : Penurunan COD x Y
: 8,41 x 0,03 kg
: 0,25 kg/day
Berat endapan TSS : Penurunan TSS x Y
: 9,67 x 0,03 kg
: 0,29 kg/day
Berat endapan N : Penurunan N x Y
: 0,39 x 0,03 kg
: 0,012 kg/day
Berat endapan P : Penurunan P x Y
: 0,08 x 0,03 kg
: 0,002 kg/day
Total yaitu : 0,554 kg/day
4. Nilai pembebanan pada masing-masing sistem kombinasi
biofilter anaerob-aerob
BOD inf : Beban BOD x Flow rate
: 175 x 0,162
: 28,35 mg/s
: 2,45 kg/hari
COD inf : Beban COD x Flow rate
: 203 x 0,162
: 32,98 mg/s
: 2,842 kg/hari
TSS inf : Beban TSS x Flow rate
: 100 x 0,162
: 16,203 mg/s
: 1,4 kg/hari
N inf : Beban N x Flow rate
: 36 x 0,162
: 5,833 mg/s
: 0,504 kg/hari
76
P inf : Beban P x Flow rate
: 7,2 x 0,162
: 1,167 mg/s
: 0,101 kg/hari
5. Nilai kadar limbah setelah proses biofilter anaerob-aerob
BOD baru : BOD x Eff. Removal
: 175 x (1-80%)
: 35 mg/l
COD baru : COD x Eff. Removal
: 203 x (1-80%)
: 41 mg/l
TSS baru : TSS x Eff. Removal
: 100 x (1-70%)
: 30 mg/l
N baru : N x Eff. Removal
: 36 x (1-75%)
: 9 mg/l
P baru : P x Eff. Removal
: 7,2 x (1-90%)
: 0,7 mg/l
6. Perhitungan blower untuk aerasi
a. Nilai BOD Load : 2,45 kg
b. Safety factor : 2
c. AOR : BOD load x Safety factor
: 2,45 x 2
: 4,9
d. SOTR : AOR/Efisiensi transfer (0,7)
e. SOTR : 4,9/0,7
: 7
f. Air Requirement : SOTR x Faktor Variabel (14)
: 7 x 14
: 98 m3/day
: 68 l/min
77
Proses Sedimentasi Efisiensi Medium
1. Perhitungan nilai limbah setelah proses sedimentasi
TSS baru : TSS x Eff Removal
: 200 x (1-60%)
: 80 mg/l
COD baru : COD x Eff Removal
: 290 x ( 1-35%)
: 188,5 mg/l
BOD baru : BOD x Eff. Removal
: 250 x (1-35%)
: 162,5 mg/l
N baru : N x Eff. Removal
: 40 x (1-15%)
: 34 mg/l
P baru : P x Eff Removal
: 8 x (1-15%)
: 6,8 mg/l
2. Perhitungan penurunan efisiensi limbah pada proses
sedimentasi
Effisiensi Penurunan TSS : TSS inf x Eff. Removal
: 19,337 kg x 60%
: 11,6 kg
Effisiensi Penurunan BOD : BOD inf x Eff. Removal
: 24,172 kg x 35%
: 8,46 kg
Effisiensi Penurunan COD : COD inf x Eff. Removal
: 28,04 kg x 35%
: 9,81 kg
Effisiensi Penurunan N : N inf x Eff. Removal
: 3,8675 kg x 15%
: 0,58 kg
Effisiensi Penurunan P : P inf x Eff. Removal
: 0,77 kg x 15%
: 0,12 kg
78
3. Perhitungan endapan
Koefisien yield pada anaerobic Y = 0,03 kg TSS, COD, N, P.
Sehingga didapatkan berat endapan lumpur dari proses
tersebut :
Berat endapan COD : Penurunan COD x Y
: 9,81 x 0,03 kg
: 0,29 kg/day
Berat endapan TSS : Penurunan TSS x Y
: 11,6 x 0,03 kg
: 0,35 kg/day
Berat endapan N : Penurunan N x Y
: 0,58 x 0,03 kg
: 0,02 kg/day
Berat endapan P : Penurunan P x Y
: 0,12 x 0,03 kg
: 0,003 kg/day
Total yaitu : 0,663 kg/day
4. Nilai pembebanan pada masing-masing sistem kombinasi
biofilter anaerob-aerob
BOD inf : Beban BOD x Flow rate
: 162,5 x 0,162
: 26,33 mg/s
: 2,275 kg/hari
COD inf : Beban COD x Flow rate
: 188,5 x 0,162
: 30,54 mg/s
: 2,639 kg/hari
TSS inf : Beban TSS x Flow rate
: 80 x 0,162
: 12,96 mg/s
: 1,12 kg/hari
N inf : Beban N x Flow rate
: 34 x 0,162
79
: 5,509 mg/s
: 0,476 kg/hari
P inf : Beban P x Flow rate
: 6,8 x 0,162
: 1,108 mg/s
: 0,095 kg/hari
5. Nilai kadar limbah setelah proses biofilter anaerob-aerob
BOD baru : BOD x Eff. Removal
: 162,5 x (1-87,5%)
: 20,3 mg/l
COD baru : COD x Eff. Removal
: 188,5 x (1-85%)
: 28,3 mg/l
TSS baru : TSS x Eff. Removal
: 80 x (1-80%)
: 16 mg/l
N baru : N x Eff. Removal
: 34 x (1-80%)
: 6,8 mg/l
P baru : P x Eff. Removal
: 6,8 x (1-90%)
: 0,7 mg/l
6. Perhitungan blower untuk aerasi
a. Nilai BOD Load : 2,275 kg
b. Safety factor : 2
c. AOR : BOD load x Safety factor
: 2,75 x 2
: 4,55
d. SOTR : AOR/Efisiensi transfer (0,7)
e. SOTR : 4,55/0,7
: 6,5
f. Air Requirement : SOTR x Faktor Variabel (14)
: 6,5 x 14
80
: 91 m3/day
: 63 l/min
Proses Sedimentasi Efisiensi Tinggi
1. Perhitungan nilai limbah setelah proses sedimentasi
TSS baru : TSS x Eff Removal
: 200 x (1-65%)
: 70 mg/l
COD baru : COD x Eff Removal
: 290 x ( 1-40%)
: 174 mg/l
BOD baru : BOD x Eff. Removal
: 250 x (1-40%)
: 150 mg/l
N baru : N x Eff. Removal
: 40 x (1-20%)
: 32 mg/l
P baru : P x Eff Removal
: 8 x (1-20%)
: 6,4 mg/l
2. Perhitungan penurunan efisiensi limbah pada proses
sedimentasi
Effisiensi Penurunan TSS : TSS inf x Eff. Removal
: 19,337 kg x 65%
: 12,57 kg
Effisiensi Penurunan BOD : BOD inf x Eff. Removal
: 24,172 kg x 40%
: 9,7 kg
Effisiensi Penurunan COD : COD inf x Eff. Removal
: 28,04 kg x 40%
: 11,22 kg
Effisiensi Penurunan N : N inf x Eff. Removal
: 3,8675 kg x 20%
: 0,77 kg
81
Effisiensi Penurunan P : P inf x Eff. Removal
: 0,77 kg x 20%
: 0,15 kg
3. Perhitungan endapan
Koefisien yield pada anaerobic Y = 0,03 kg TSS, COD, N, P.
Sehingga didapatkan berat endapan lumpur dari proses
tersebut :
Berat endapan COD : Penurunan COD x Y
: 11,22 x 0,03 kg
: 0,3 kg/day
Berat endapan TSS : Penurunan TSS x Y
: 12,57 x 0,03 kg
: 0,4 kg/day
Berat endapan N : Penurunan N x Y
: 0,77 x 0,03 kg
: 0,023 kg/day
Berat endapan P : Penurunan P x Y
: 0,15 x 0,03 kg
: 0,005 kg/day
Total yaitu : 0,728 kg/day
4. Nilai pembebanan pada masing-masing sistem kombinasi
biofilter anaerob-aerob
BOD inf : Beban BOD x Flow rate
: 150 x 0,162
: 24,305 mg/s
: 2,1 kg/hari
COD inf : Beban COD x Flow rate
: 174 x 0,162
: 28,194 mg/s
: 2,436 kg/hari
TSS inf : Beban TSS x Flow rate
: 70 x 0,162
: 11,342 mg/s
82
: 0,98 kg/hari
N inf : Beban N x Flow rate
: 32 x 0,162
: 5,185 mg/s
: 0,448 kg/hari
P inf : Beban P x Flow rate
: 6,4 x 0,162
: 1,037 mg/s
: 0,089 kg/hari
5. Nilai kadar limbah setelah proses biofilter anaerob-aerob
BOD baru : BOD x Eff. Removal
: 150 x (1-95%)
: 7,5 mg/l
COD baru : COD x Eff. Removal
: 174 x (1-90%)
: 17 mg/l
TSS baru : TSS x Eff. Removal
: 70 x (1-90%)
: 7 mg/l
N baru : N x Eff. Removal
: 32 x (1-85%)
: 4,8 mg/l
P baru : P x Eff. Removal
: 6,4 x (1-90%)
: 0,7 mg/l
6. Perhitungan blower untuk aerasi
a. Nilai BOD Load : 2,1 kg
b. Safety factor : 2
c. AOR : BOD load x Safety factor
: 2,1 x 2
: 4,2
d. SOTR : AOR/Efisiensi transfer (0,7)
e. SOTR : 4,2/0,7
83
: 6
f. Air Requirement : SOTR x Faktor Variabel (14)
: 6 x 14
: 84 m3/day
: 58 l/min
84
Code Explanation of Fresh Water-, Filling-&Suction System
Filling connection
67+120+121 Filling connection forward starboard
68+122+123 Filling connection forward portside
100+126+127 Filling connection after starboard
101+128+129 Filling connection after portside
67+120+121 Filling connection 1, FW Tk 111C starboard
67+120+121 Filling connection 1, FW Tk 111C portside
Aggregates
604.2100,2200 Rehardening Filter
Valves
17 Isolating filling FW tank 31
42 Isolating filling/suction FW Tank 31 P
46 Isolating filling/suction FW Tank 31 C
47 Isolating filling/suction FW Tank 31 S
54 Isolating filling/suction FW Tank 50
55 Isolating suction line FW Hydrofor pump from forward
tank
56 Isolating suction line FW Hydrofor pump from forward
tank
57 Isolating filling line FW generator to forward tank
58 Isolating filling line FW generator to after tank
59+114 Discharge from rehardening filter 604.2200
60+115 Discharge from rehardening filter 604.2100
71 FW to feed W tank, Cool W Tank or Fresh W Cool Tk
74 Isolating filling FW Tank 111
76 Isolating filling/suction FW Tank 111P
80 Isolating filling/suction FW Tank 111C
84 Isolating filling/suction FW Tank 111S
85
86
Moody Chart
87
New Tank Plan
88